Design creates culture. Culture shapes values. Values determine the futur. Для защиты деталей, работающих при температурах выше 700 °С, используют термобарьерные покрытия. Характерные детали этого класса присутствуют в изделиях авиационно-космической техники, энергетических и газоперекачивающих установок (жаровые трубы, лопатки газовых турбин), металлургического оборудования (печные ролики). Компоненты газовой турбины должны выдерживать высокие термические и механические нагрузки из-за сгорания топлива при высоких температурах. Детали двигателя из суперсплавов обеспечивают широкий диапазон рабочих температур и возможности нагрузки. Однако в таких областях, как камера сгорания или лопатки первой ступени и лопастей, температура газа намного выше пределов эксплуатации жаропрочных сплавов на основе никеля (т.е. >1000 °С). Для расширения диапазона температур использования суперсплавов на детали наносят теплозащитные покрытия из оксида циркония, стабилизированные оксидом иттрия (YSZ), который является базовым материалом для этого применения. YSZ отличает низкая теплопроводность, высокий коэффициент теплового расширения, хорошая технологичность. В качестве подслоя, обеспечивающего адгезионную прочность и защиту материала подложки от окисления, в настоящее время широко распространены материалы вида MCrAlY, где M означает Co или Ni. Этот материал также отличается хорошей когезией с YSZ-покрытием, поскольку у последнего хорошая совместимость с оксидом алюминия, растущим на MCrAlY-слое. На последних ступенях газовой турбины, где лопатки взаимодействуют с газами при более низких температурах, около 750 °C, тепловые нагрузки ниже, поэтому керамический верхний слой покрытия можно исключить. Для этих лопаток обычно используют другие износо- и коррозионно-стойкие покрытия. Износостойкость особенно важна на кромке лопатки, которая контактирует с истираемым слоем на внутреннем кожухе турбины для герметизации. Износ кромки может происходить из-за твердых керамических фаз, содержащихся в истираемом слое, и/или из-за инородных частиц, попадающих между кромкой и кожухом. Это могут быть, например, частицыгазоабразивной среды, поступающей в газовую турбину, или отслоившиеся частицы термобарьерного покрытия. Другие детали, требующие защиты от износа при высокой температуре в газовой турбине, включают безмасляные подшипники скольжения,работающие при температуре порядка 500 °С. Также в газовой турбине подвержены высокотемпературному износу и другие детали, например, регулируемые входные направляющие лопатки и штоки клапанов управления технологическим процессом.
Перспективными материалами покрытий для защиты деталей газовых турбин, подверженных износу, являются композиции MCrAlY с равномерно распределенными в ней высокотвердыми оксидами, например, Al2O3, Y2O3.
Постоянное воспроизведение данного слоя при работе в условиях трения создает нужный эффект самосмазываемости, что обеспечивает их высокую износостойкость. Также эти материалы сочетают повышенную стойкость против окисления и эрозионную стойкость. У покрытий с NiCrAlY-матрицей, упрочненных оксидами и нитридами, потери на износ при скольжении в испытаниях «шардиск» при 700 °С приблизились к значениям, полученным высокоскоростным кислородно-топливным распылением (HVOF) порошка Cr3C2–NiCr. При этом матрица NiCrAlY также имеет преимущества перед Cr3C2–NiCr с точки зрения лучшей жаропрочности и стойкости против окисления.